Китайские ученые создали очки, позволяющие видеть инфракрасный свет в цвете

Команда инженеров из Пекинского технологического института представила прототип очков, которые дают человеку возможность воспринимать инфракрасное излучение в реальном времени и в цвете, не теряя при этом обычного зрения. Разработка опубликована в журнале Science Advances и представляет собой легкое устройство весом всего 23 грамма, способное преобразовывать невидимый для глаза спектр в видимые оттенки красного и голубого.

Как преодолеть биологический барьер

Человеческий глаз способен улавливать только узкий диапазон электромагнитного спектра — длины волн от 400 до 700 нанометров, что составляет менее сотой доли процента от всего спектра. Инфракрасные фотоны обладают недостаточной энергией для активации фоторецепторов сетчатки. При этом многие животные, включая гремучих змей, вампирские летучих мышей и определенных жуков, природным образом видят в инфракрасном диапазоне.

Чтобы обойти это ограничение без громоздких цифровых камер и экранов, исследователи использовали коллоидные квантовые точки на основе теллурида ртути. Эти наночастицы поглощают инфракрасные фотоны и преобразуют их в электрический заряд, который затем направляется в прозрачный OLED-слой, встроенный прямо в линзу очков.

Цветовое кодирование интенсивности

Ключевая особенность разработки — способность отличать разные длины волн и интенсивность инфракрасного излучения. Система использует два цветовых канала в OLED-слое: красный срабатывает первым при более слабом или длинноволновом излучении, а голубой (cyan) активируется только когда красный канал перегружен более сильным или коротковолновым сигналом. В результате пользователь видит:

• красные оттенки — для более слабого, длинноволнового инфракрасного света;
• смесь красного и голубого — для более интенсивного, коротковолнового излучения.

При этом линзы остаются полупрозрачными для видимого света, обеспечивая одновременное восприятие обычной реальности и наложенного на неё инфракрасного образа.

Внешний вид и текущие ограничения

Прототип пока далек от коммерческого продукта. Рама выполнена из полосы бежевого пластика, а дисплей закрывает только одно око, что делает устройство похожим на перекресток бюджетного киберпанк-монокля и одноразовых 3D-очков начала 2000-х. Тем не менее, в тестах очки успешно визуализировали движущиеся объекты и фигуры, облученные инфракрасным светом, накладывая цветное изображение на нормальное поле зрения.

Перспективы и параллельные разработки

Авторы работы называют свою технологию «парадигмальным сдвигом» и шагом к преодолению эволюционных границ биологического фоторецептора. По их словам, разработка открывает путь к:

• визуальным протезам нового поколения;
• расширенной реальности с высокой точностью;
• молекулярно-чувствительной идентификации веществ;
• навигации в условиях ухудшенной видимости.

Параллельно команда из Университета науки и технологий Китая работает над прототипом контактных линз с аналогичной функциональностью, что указывает на активное развитие направления носимых устройств для расширения сенсорного восприятия человека.